淺談巖溶地區(qū)樁基施工

1、    淺談巖溶地區(qū)樁基施工    任前元摘要：貴州省喀斯特地貌分布廣泛，為橋梁樁基施工帶來(lái)了不小的困難。文章主要就在巖溶地區(qū)修建橋梁樁基的施工措施進(jìn)行分析探討，對(duì)指導(dǎo)此類工程施工具有積極意義。關(guān)鍵詞：填充、鋼護(hù)筒、溶洞作者長(zhǎng)期工作于貴州橋梁建設(shè)的第一現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)貴州省喀斯特地貌上的橋梁施工感觸頗深?？λ固氐孛脖砻嫘迾驑蛄?，其重難點(diǎn)之一便是橋梁樁基的施工：樁基施工過(guò)程中極易出現(xiàn)卡鉆、掉鉆、偏孔、急驟漏漿、坍孔、埋鉆、地陷等事故，甚至危及施工人員的安全。作者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)此進(jìn)行分析探討。一、施工前的準(zhǔn)備1.1 逐樁探明地質(zhì)情況。樁基施工前，應(yīng)逐樁探明地

2、質(zhì)情況，尤其關(guān)注溶洞大小及分布狀況，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況選擇適當(dāng)?shù)氖┕し椒ā?.2 人員組織。項(xiàng)目部專門組織相關(guān)技術(shù)人員研究學(xué)習(xí)有關(guān)溶洞處理的知識(shí)，并且成立了溶洞處理應(yīng)急小組，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)上報(bào)處理。開(kāi)鉆前，相關(guān)技術(shù)人員和操作手都要熟悉該樁位的地質(zhì)情況及溶洞的位置、規(guī)模等情況，對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題要掌握采取的措施和操作要領(lǐng)，使他們對(duì)溶洞處理心中有數(shù)?？傊谌藛T組織方面，明確分工，各負(fù)其責(zé)。1.3 主要材料準(zhǔn)備。根據(jù)溶洞大小，溶洞樁基施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備相當(dāng)數(shù)量的片石，粘土、水及鋼護(hù)筒。1.4 主要機(jī)械配備。根據(jù)實(shí)際情況配置。二、施工過(guò)程由于是流沙、溶洞樁基，樁基施工過(guò)程中極易出現(xiàn)卡鉆、掉鉆、偏孔、急驟漏

3、漿、坍孔、埋鉆、地陷等事故，甚至危及施工人員的安全。因此，在有流沙、溶洞區(qū)域的樁基施工方案必須認(rèn)真考慮，尤其是在水中的樁基施工，必須盡量避免出現(xiàn)因急驟漏漿而造成的坍孔和其導(dǎo)致的孔口周圍大面積地陷，危及施工平臺(tái)的穩(wěn)定和安全、危及平臺(tái)上工作人員的安全，既造成經(jīng)濟(jì)損失，又嚴(yán)重影響工期。在施工過(guò)程中，根據(jù)地質(zhì)條件和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)溶洞、 裂隙、漏漿、斜巖、卡鉆埋鉆、流砂層和地下暗河等各種不良地質(zhì)條件下的鉆孔樁采用不同的施工方法。2.1 樁基穿過(guò)溶洞的措施樁基沖擊成孔，會(huì)差生不同程度的震動(dòng)，加大了地面荷載；造樁孔和大量抽取地下水等，均改變了原有水文地質(zhì)構(gòu)造和應(yīng)力條件，容易誘發(fā)溶洞的不斷擴(kuò)大，造成大面積塌

4、陷、穿孔現(xiàn)象。因此，樁基施工時(shí)應(yīng)盡量減少震動(dòng)、地面荷載和減少抽取地下水等措施進(jìn)行預(yù)防。對(duì)溶洞樁采用的處理方法主要有：對(duì)溶洞采用填充法和鋼護(hù)筒跟進(jìn)加固方案。對(duì)中、小溶洞主要以填充混凝土或拋填片石加固；對(duì)于大型溶洞則采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)的加固方案。1）溶洞范圍小，溶洞高度小于1 m，沒(méi)有充填物或洞內(nèi)注滿水的，采用拋填片石、黏土等，使溶洞范圍形成護(hù)壁后，再繼續(xù)施工。 樁基鋼筋籠可在溶洞范圍上下各1 m 的鋼筋上焊接鋼板圓筒，保證成樁混凝土的質(zhì)量。2）對(duì)于溶洞高度 13 m，且洞內(nèi)為填充或半填充狀態(tài)的溶洞，則采取先填充碎石、砂混合物和注水泥漿，然后用小沖程沖擊片石擠壓到溶洞邊形成水泥漿碎石外護(hù)壁，水泥漿將片

5、石空隙初步堵塞后，停止沖擊，24 h后，待水泥的強(qiáng)度達(dá)到 2.5 mpa 后繼續(xù)沖擊，穿過(guò)溶洞。3）對(duì)于溶洞的高度 13 m，且溶洞內(nèi)無(wú)填充物或填充物較少，則需要向洞內(nèi)充填混凝土干料填滿溶洞，待固結(jié)體達(dá)到2.5 mpa 后即可進(jìn)行沖孔施工。 如溶洞空間容積大，導(dǎo)水性強(qiáng)，可在混凝土干料中添加水玻璃。4）溶洞高度 35 m 的多層溶洞，且多層溶洞的間距較小的，可采用鋼護(hù)筒穿越處理。先用沖擊錘進(jìn)行沖孔、擴(kuò)孔，然后采用振錘把鋼護(hù)筒沉至溶洞底部。5）溶洞高度大于 5 m 的多層溶洞，且溶洞間距較大時(shí)，采用套內(nèi)護(hù)筒法施工，即用內(nèi)護(hù)筒穿過(guò)溶洞的方法進(jìn)行施工，護(hù)筒長(zhǎng)度 l=h+2 m（h 為多層溶洞高）。內(nèi)護(hù)

6、筒內(nèi)徑比設(shè)計(jì)樁徑大20 cm，外徑小于外護(hù)筒內(nèi)徑5 cm，如遇第 2 層溶洞，第 2 層溶洞的內(nèi)護(hù)筒外徑比上層內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑小35 cm。6）對(duì)于一些溶槽、溶溝、小裂隙等，沖孔時(shí)可采取投放片石、碎石夾黏土 ，甚至投入整袋水泥堵塞起到護(hù)壁作用，保證泥漿不流失，使鉆孔順利通過(guò)溶洞區(qū)。7）根據(jù)地質(zhì)勘探資料，在接近巖面或進(jìn)入巖層一定深度內(nèi)，預(yù)先按一定比例投入黃土和片石來(lái)封堵裂隙，且每沖進(jìn) 5060 cm 投入一次，直至終孔。 孔內(nèi)發(fā)生急驟漏漿時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)泥漿。 若采用上述方法仍繼續(xù)漏漿時(shí)，應(yīng)投入黃土、片石和水泥停下來(lái)固結(jié) 23 d 后，再繼續(xù)施工。該橋墩處節(jié)理裂隙發(fā)育且?guī)r溶發(fā)育，施工過(guò)程中反復(fù)漏漿，可

7、采用上述固結(jié)辦法，解決了漏漿問(wèn)題，使樁基順利成孔。8）樁基周圍應(yīng)準(zhǔn)備足夠的應(yīng)急物資，如片石、黏土和袋裝水泥等，挖掘機(jī)、裝載機(jī)、吊車、自卸車隨時(shí)待命，做好應(yīng)對(duì)地面大面積塌陷的準(zhǔn)備。9）成立溶洞樁基施工應(yīng)急預(yù)案小組，做好現(xiàn)場(chǎng)處理突發(fā)事故的組織工作。2.2 樁基穿過(guò)流沙層的措施樁基穿過(guò)流沙區(qū)域時(shí)，容易發(fā)生坍孔、涌沙、穿孔現(xiàn)象。因此，在樁基施工時(shí)盡量減少震動(dòng)、地面荷載、減少抽取地下水、增加泥漿密度等措施進(jìn)行預(yù)防。合理布置鉆孔順序，盡可能地避免穿孔現(xiàn)象的發(fā)生。流沙樁的處理方法同溶洞基本相同，主要采用黏土、片石、水泥、混凝土回填等，嚴(yán)重時(shí)采用鋼護(hù)筒穿過(guò)流沙層，不再贅述。2.3樁基穿過(guò)裂隙發(fā)育地區(qū)的措施鉆孔

8、過(guò)程中遇巖層裂隙比較發(fā)育時(shí)，會(huì)造成漏漿，使正在鉆進(jìn)的鉆孔樁無(wú)法正常鉆進(jìn)，使成孔的樁無(wú)法清孔。遇到這種情況時(shí)首先應(yīng)考慮增加泥漿比重，除選用優(yōu)質(zhì)的黏土外應(yīng)在泥漿中摻入適量的水泥、火堿和鋸末，以提高泥漿膠體率和懸浮能力。如果以上方法仍無(wú)法控制漏漿，應(yīng)采用下鋼護(hù)筒或者水下灌注法灌注混凝土至漏漿部位，通過(guò)混凝土中水泥漿的滲透來(lái)封閉發(fā)育的裂隙，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后再重新鉆孔沖進(jìn)。2.4 樁基穿過(guò)斜巖的措施鉆孔樁在鉆進(jìn)過(guò)程中，斜巖的處理是巖溶發(fā)育地區(qū)鉆孔樁施工的難點(diǎn)，也是影響孔樁施工進(jìn)度最重要的原因，為此針對(duì)不同的斜巖，采用不同的處理方法。在鉆進(jìn)過(guò)程中如果偏孔不大，采用及時(shí)回填質(zhì)硬、塊大的片石后進(jìn)行沖進(jìn)，同時(shí)應(yīng)降低每次提錘高度和鉆進(jìn)頻率，提錘高度以小于0.40.6 米為宜。待偏孔修正后，再按正常鉆進(jìn)。2.5 防止串孔和貫通的措施成孔后，在清孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)附近兩個(gè)正在施工的樁存在串孔和貫通現(xiàn)象時(shí)，為防止在澆筑過(guò)程中發(fā)生串孔現(xiàn)象，應(yīng)先用粘土回填其中一根樁，將另一根樁進(jìn)行混凝土灌注完畢，達(dá)到一定的強(qiáng)度后，再重新鉆進(jìn)用粘土回填的樁。三、 結(jié)語(yǔ)在溶洞、流沙地區(qū)的橋梁施工，樁基施工的順利與否，往往決定了工程的工期和成本，一旦出工程事故，對(duì)工期和成本的影響是難以估量的。施工過(guò)程中，我們采用上述的溶洞、流沙的處理方法，從而實(shí)現(xiàn)樁基最少的塌陷，并充分利用工程周圍的資源，就地取材，降低了成本，為工